单片机主要特性及应用

msc12具有以下主要特性：

◇32个数字输入/输出端口，带有看门狗；

◇3个16位的定时器，16位pwm波输出；

◇8路adc提供24位分辨率可编程的无丢失码解决方案;

◇供电电源7~25v，在3v时功耗低于4mw，停止方式电流小于1μa；

◇时钟频率可达33mhz，单周期指令执行速度达8mips，执行速度比标准81快3倍；

◇高达32kb的flash存储器，sram达2kb，外部可扩展至64kb存储器；

◇flash在电压低达7v时仍可串行或并行编程，可万次擦除/写操作；

◇有电源管理功能，能够进行低电压检测，在片上电复位；

◇带fifo的spi端口，双uart；

◇64tqfp封装，msc12系列的硬件和引脚完全兼容，必要时可以互换。

1内核兼容81但速度更快功能更强

msc12系列的所有指令功能与标准81相同，对位、标志和寄存器的影响相同，但时序不同。msc120单片机使用精简的81内核，在同样的外部时钟作用下，其执行速度比标准81快5~3倍(每条指令有4个时钟周期与12个时钟周期的区别)。在同样的指令和时钟下，速度提高到5倍以上。因此，一个时钟为33mhz的msc12执行速度与一个时钟为85mhz的标准81相同，其区别可以从图2看出；而且msc12的定时器和计数器可以选择每12个或4个时钟周期计数一次。

msc12提供了双数据指针(dptr)加速数据块的移动速度，它能根据外部存储器的速度调节读写速度，在2～9个指令周期之间变化；它还提供给外部存储器16位地址总线(p0和p。低位地址通过p0口复用得到，硬件可以控制p0和p2口是作为地址线还是作为通用的i/o。

为了更好地提高效率，外围设备也在81基础上作了改进。如spi端口就增加了fifo，使得传输数据有了缓冲区间。32位累加器的使用在处理adc采样或其它数据源来的多字节数据时将大大减轻cpu的负担，使得24位加法和移位可以在几个指令周期内完成，而无需通过软件用数百个指令周期来完成。

msc12系列的硬件和引脚完全兼容，对用户而言，唯一的区别在于内存配置不同。msc12y2上编写的程序代码可以直接在msc12ymsc12ymsc12y5上执行。用户可以在软件功能上增减并配以不同的cpu型号，msc12已成为一个拥有几个不同应用平台的标准设备。

msc12的开发工具与81的开发系统完全兼容，用户可以使用原有的81开发系统，也可以使用demo板带的开发系统或者三方支持者提供的开发工具。

224位高分辨率adc通道

adc的输入多路复用器及输入缓冲

输入多路复用器允许不同输入信号通过选择输入通道进行组合，如ain0被选为adc输入正端，其它任何通道可以选为adc输入负端。用这种方式可以组成8个完整的adc输入通道，也可以在差分输入通道间切换极性。片上的二极管可以提供温度测量，当输入多路复用器的寄存器置为全“1”时，二极管被接入adc通道的输入端开始测量温度。

可编程增益放大器pga

pga：可编程增益放大pga可以设为36128，使用pga确实能提高adc的分辨率。当pga=1，量程范围为5v时，adc能分辨到1μv；当pga=128，量程范围为40mv时，adc能分辨到75nv；而在pga=1时，在5v量程范围内需要一个26位的adc才能分辨到76nv。

pga偏移dac：odac寄存器是8位，它能将输入到pga的模拟信号偏移pga满量程的一半，其最高位为符号位，低7位提供偏移量。由于odac给pga引入的是模拟量而不是数字量偏移，所以并不影响测量结果的精度。

电压参考基准

msc12的电压参考可以是内部的也可是外部的，上电复位以后的电压参考是内部的5v，参考电压的选择通过adcon0控制。片上内部参考电压有25v和5v两种可选，其精度可达0.2%，温漂仅为5×-6/℃，可大大提高测量精度。如果没有用到内部参考电压，就应该将其关掉以减少噪声和功耗。vrefout引脚处应该放一个0.1μf去耦电容。外部参考电压为refin+与refin-之间的差值，引脚上的绝对电压在agnd与avdd之间，但其差分电平不能超过6v。

3片内存储器

msc12包括片上2kbsram，256字节daram，2kb启动rom，32kbflash存储器。

msc12用内存寻址表来区分程序存储空间和数据存储空间。程序空间由单片机自动读取，通过指令movc来读程序空间；数据空间通过指令movx来读写。当片上存储使能时，在片内范围内的读写将在片内存储器上进行，片外存储器通过p0和p2寻址来实现。hcr1寄存器的0位和1位设为0就可以访问外部存储器，此时可以通过p0和p2口访问所有片内和片外存储空间。为了安全起见，在访问片内存储器期间，p0口全部置位为0。

msc12包含2kb片上sram。sram起始地址位“0”，通过movx指令读写。sram也可以从8400h开始，既可作程序空间又可作数据空间。

msc12有256字节daram，地址为0000h~00ffh，其中128字节为128个sfr，地址为00h~00ffh。sfr寄存器用做控制和状态，标准的81功能和msc12的附加功能是通过sfr实现的。从没有定义的sfr寄存器将得到“0”，写入没有定义过的sfr得到的结果无法确定。daram的另一个用途，是通过sfr的堆栈指针作为堆栈使用。

在串行或并行编程时，有2kb启动rom控制运行。在用户模式下，bootrom位于f800h~ffffh；在编程模式下，bootrom位于程序空间的起始2k。

flash存储器既可用做程序存储空间又可用做数据存储空间，用户可以灵活配置程序和数据存储空间的大小。分区大小通过硬件配置位来确定，可以通过串行或并行的方式来编程确定。在用户应用模式下，程序和数据flash存储空间都可读可写。

4flash编程应用

可编程的flash存储器分为4个部分：128字节的配置部分、复位向量、程序存储空间、数据存储空间。

flash编程模式有串行和并行两种模式，通过上电复位过程当中的ale和信号状态确定。当ale=1，=0时，选择串行编程模式；当ale=0，=1时，选择并行编程模式。当ale和都为高电平时，msc12运行在用户模式下；当ale和都为低电平时，msc12没有定义。

msc12的flash存储器初始值全部为“1”，并行编程模式包括一个专用的编程器，串行编程方式通常为在线编程，用户应用模式允许对flash程序和数据存储器编程。对flash编程的实际代码不能从flash执行，而必须从bootrom或ram处开始执行。

msc12有两个硬件配置存储器(hcr0、hcr，在flash编程模式下可编程。用户通过对这两个存储器编程可以在程序存储空间(pm)和数据存储空间(dm)之间定义分区。

用户可以通过movx指令来读写flash存储器，而不论flash存储器是被定义为程序存储器还是数据存储器。这意味着用户可以将全部空间分为程序存储空间，并将程序空间当数据存储空间用。当pc指针指向的程序空间实际上存放的是数据时，将会导致不可预知的后果。因此，当要用flash存储数据时，一定要求使用flash分区，flash分区禁止在数据存储空间执行程序。同样，也禁止程序空间的擦写而允许在数据存储空间读写。

5结论

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